DE2618829C3 - Lagerung einer mehrstufigen Kreiselpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für den rotierenden Teil einer mehrstufigen Kreiselpumpe, deren einzelne Pumpenstufen aus Kunststoff bestehen und deren rotierender Teil in den Nabenbohrungen der einzelnen Stufengehäuse geführt ist, wobei zur Lagerung des rotierenden Teils die an sich bekannten, in den Drosselspalt ^n zwischen den jeweiligen Laufradhälsen und Stufengehäusetrennwänden und zwischen Laufradnaben und Nabenbohrungen der Stufengehäuse beim Betrieb der Kreiselpumpe, aufgrund der Spaltströme entstehenden Lomakinkräfte benutzt werden und die einzelnen Stufengehäuse aneinanderliegend und mit an einem Mantelrohr anliegenden Seitenwänden innerhalb desselben angeordnet sind.

Die Stufengehäuse und Laufräder einer Kreiselpumpe lassen sich heutzutage mit geringem Aufwand aus Kunststoff herstellen. Vorteile ergeben sich aus der Korrosionsbeständigkeit und der Gewichtseinsparung. Jedoch bereitet die Lagerung einer mit den Laufrädern versehenen und in den Stufengehäusen geführten Kreiselpumpenwelle erhebliche Probleme. Infolge der Fertigungstoleranzen und der durch Hilfsmittel gegen Verdrehung gesicherten und lose ins Mantelrohr eingebrachten Stufengehäuse der Pumpenstufen, kommt es zu Mittenabweichungen der einzelnen Nabenbohrungen zueinander. Bei einer ungenügenden Lagerung des rotierenden Teiles der Kreiselpumpe kann es daher passieren, daß aufgrund nichtfluchtender einzelner Nabenbohrungen der Stufengehäuse eine Laufradnabe an einer Nabenbohrung anläuft. In diesem Fall würden die miteinander in Berührung kommenden Teile aufgrund der Reibungshitze verkleben.

Die US-PS 31 16 696 zeigt z.B. eine Ausführungsform, bei der die Stufengehäuse ineinandergesteckt sind und am Laufrad angebrachte Metallringe ein Verkleben bei einer Berührung zwischen stillstehendem und rotierendem Teil verhindern sollen. Die Radiallagerung der Kreiselpunipenwelle scheint hier mittels der .Spaltströme zwischen den Laufrädern und den Stufengehäusen zu erfolgen.

Bei der Ausführung nach der US-PS 37 30 641 ist dk Pumpenwelle in einem speziellen Radiallager geführ: und die Stufengehäuse besitzen zum Schulz gegen ein Verkleben in den Nabenbohrungen angebrachte Winkelringe, welche sowohl in radialer als auch in axialer Richtung wirksam sind. Die Zentrierung der Nabenbohrungen zueinander erfolgt hier ebenfalls durch ineinandergesteckte Stufengehäuse.

Eine andere Lösung ist durch die US-PS 36 76 013 bekannt, bei der die einzelnen Stufengehäuse lose im Mantelrohr angeordnet sind und unter dem Druck einer Feder aneinanderliegen. Die Stufengehäuse befinden

ίο sich hier in einem labilen Gleichgewicht und sind aufgrund der Federkraft gerade gegen ein Verdrehen gesichert Tritt aber innerhalb der Kreiselpumpe eine Störung z. B. durch einen mitgeführten Fremdkörper auf, müssen sich die Stufengehäuse gegen die Kraft der Feder in axialer Richtung verschieben, damit der Fremdkörper hindurchströmen kann.

Bei der Ausführung nach der US-PS 30 11 446 sind die Stufengehäuse in einer genauen Passung im Mantelrohr geführt und auch mittels einer Nutverbindung am Pumpenmotor zentriert. Die Ausführungsform der US-PS 15 27 459 zeigt dagegen eine Zentrierung der Stufengehäuse mir mittels einer genauen Führung in einem Rohrstück.

Eine ganz anders geartete Lösung zur Zentrierung der Stufengehäuse innerhalb eines Mantelrohres zeigt der Gegenstand der US-PS 12 91 407. Die Pumpenwelle ist in separaten äußeren Lagerr geführt und die Stufengehäuse sind mehrteilig ausgeführt. Sie bestehen aus Kolbenring-ähnlichen federnden Ringen und einem massiven Ring, welcher mittels Kugeln, ähnlich einem Freilauf, gegen Verdrehung gesichert ist Es ist Aufgabe der Erfindung, eine dem Gattungsbegriff entsprechende Kreiselpumpe zu entwickeln, bei der die Pumpenwelle keine speziellen Pumpenwellenlager besitzt und zwisehen den drehenden und stehenden Teilen der Pumpe keine, eine Lagerfunktion ausübende, metallischen Teile vorhanden sind. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das freie Ende jeder Seitenwand der Stufengehäuse mittels einer axialen Vorspannkraft radial nach außen gespr.bt und die Stufengehäuse durch Anlage der gespreizten Seitenwände am Mantelrohr innerhalb desselben zentriert sind.

Für die Fertigung der Stufengehäuse ist es vorteilhaft, wenn ein Spritzwerkzeug Anwendung findet, bei dem die Formen für den Außendurchmesser und den Nabendurchrnesser fest miteinander verbunden sind. Somit wird eine größtmögliche Zentrierung dieser beiden Durchmesser zueinander sichergestellt. Da die einzelnen Stufengehäuse in dem Mantelrohr so unter

so Vorspannung stehen, daß sich die Seitenwände spreizen und selbstzentrierend im Mantelrohr anliegen, liegen die Nabenbohrungen der Stufengehäuse alle in einer Flucht. Die Gefahr des Anlaufens einer Laufradnabe an der Nabenbohrung ist somit ausgeschlossen. Diese Gefahr besteht auch nicht beim Anfahren der Pumpe, da die Laufräder bei den ersten Umdrehungen bereits einen Differenzdruck aufbauen. Der sich daraufhin einstellende Spaltstrom bewirkt sofort ausreichende zentrierende Lomakinkräfte, welche eine einwandfreie Lagerung der auf der Pumpenwelle angeordneten einzelnen Laufräder gewährleistet. Die Wirkung der von dem Lomakineffekl erzeugten Kräfte ist lediglich abhängig von der jeweiligen Spaltgeometrie und kann daher von dem Pumpenkonstrukteur entsprechend beeinflußt werden.

Fin Ausführiingsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt die

F i g. i eine montierte Pampe im Schr.itt und die
F i g. 2 ein einzelnes Stufengehäuse im Schnitt
Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine mehrstufige Unterwassermotorpumpe. Das Mantelrohr 1 ist fest mit dem Flansch des Sauggehäuses 2 verbunden. Die jeweiligen Stufengehäuse 3 nehmen die zugehörigen Laufräder 4 auf. Nachdem die einzelnen Stufen der Pumpe montiert sind, wird das Übergangsstück 5 in das Mantelrohr 1 eingebracht und die einzelnen Stufengehäuse 3 unter Vorspannung gesetzt. Anschließend erfolgt ein Umbördeln des Mantelrohres 1 an dem Übergangsstück 5, so daß die Vorspannung innerhalb des Pumpengehäuses erhalten bleibt. Bei den einzelnen Pumpenstufen besteht der Drosselspalt 6 zwischen dem Laufradhals 8 und der Stufengehäusetrennwand 9 und der Drosselspalt 7 zwischen der Laufradnabe 10 und der Nabe 11 des Stufengehäuses 3.

In der F i g. 2 ist gestrichelt dargestellt, wie sich die Seitenwand des Stufengehäuses 3 unter der Vorspannung nach außen spreizu In Verbindung mit einem eine ausreichende Rundheit und Geradheit aufweisenden Mantelrohr 1 ist bei einem entsprechend gestalteten und gefertigten Stufengehäuse 3 somit sichergestellt, daß die Mittellinien der einzelnen Nabendurchmesser mit der Mittellinie des Mantelrohres 1 übereinstimmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Lagerung fur den rotierenden Teil einer mehrstufigen Kreiselpumpe, deren einzelne Pumpenstufen aus Kunststoff bestehen und deren rotierender Teil in den Nabenbohrungen der einzelnen Stufengehäuse geführt ist, wobei zur Lagerung des rotierenden Teils die an sich bekannten, in den Drosselspalten zwischen den jeweiligen Laufradhälsen und Stufengehäusetrennwänden und zwischen Laufradnaben und Nabenbohrungen der Stufengehäuse beim Betrieb der Kreiselpumpe aufgrund der Spaltströme entstehenden Lomakinkräfte benutzt werden und die einzelnen Stufengehäuse aneinanderliegend und mit an einem Mantelrohr anliegenden Seitenwänden innerhalb desselben angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende jeder Seitenwand der Stufengehäuse (3) mittels einer axialen Vorspannkraft radial nach außen gespreizt und die Stufengehäuse (3) durch Anlage der gespreizten Seitenwände am Mantelrohr (I) innerhalb desselben zentriert sind.